Для улучшения биосовмсстимости титановых имплантатов используется традиционное эмалирование поверхности. Основой биоэмалей для материалов, имплантируемых в организм, являются щелочноалюмо (боро)силикатные стекла. Такие биокерамические эмали являются совместимыми с тканями живого организма в биологическом отношении лишь тогда, когда они не содержат ванадий. Для повышения биоактивности имплантатов предлагается функциональное градиентное покрытие с использованием биоинертного стекла: гидроксиапатитстекло-титановый сплав, в котором стекло играет роль компенсатора свойства титана и гидроксиапатита.
Требование к биостеклу в данном композите: биоинертность, ТКЛР стекла не менее 9,7 • 10 7 °С температура наплавления не выше 1000 °C.
Покрытие обладает более высокой прочностью, если ТКЛР эмали меньше, чем у металла, так как эмаль лучше сопротивляется действию сжимающих напряжений. Разница в ТКЛР обычно нс должна превышать 15%. Большое сродство титана к кислороду при нагреве выше 600 °C, с одной стороны, ухудшает механические свойства изделий и одновременно обеспечивает отличную адгезию эмали. При эмалировании на поверхности титана образуется твердая краевая зона, насыщенная газом, и промежуточный слой, состоящий из разных кристаллических фаз со стороны эмали. В результате реакции на границе титана и кремнезема образуются силициды (Ti5Si3) и оксиды титана (TiCb, ТЮ). Считается, что сцепление эмали с титаном осуществляется посредством промежуточного слоя.
